(57)【要約】  【課題】  反応領域に貯留又は保持される媒質中の水分の蒸発を有効に防止できる技術などを提供すること。  【解決手段】  物質間の相互作用の場を提供する反応領域２と、該反応領域２に連通し、毛細管現象によって親水性の媒質Ｍを前記反応領域２へ送り込むためのキャピラリー部３と、を備え、前記キャピラリー部３の吸入口３１ａの周辺の領域３１ｂと、該吸入口３１ａから前記反応領域２に至るキャピラリー３１の内壁面と、前記反応領域２の内壁面が親水性とされた相互作用検出部１及びこの検出部１を有するバイアッセイ用基板Ｂ等を提供する。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物質間の相互作用の場を提供する反応領域と、該反応領域に連通し、毛細管現象によって親水性の媒質を前記反応領域へ送り込むためのキャピラリー部と、を備え、
前記キャピラリー部の吸入口の周囲の領域と、該吸入口から前記反応領域に至るキャピラリー内壁面と、前記反応領域の内壁面が親水性とされた相互作用検出部。
【請求項２】
前記キャピラリー部の吸入口及び外気連通口が固液相変化可能な疎水性物質で閉塞さていることを特徴とする請求項１記載の相互作用検出部。
【請求項３】
前記反応領域及び前記キャピラリー部の気密を保つように、前記キャピラリー部の吸入口及び外気連通口が前記疎水性物質により密閉されていることを特徴とする請求項２記載の相互作用検出部。
【請求項４】
前記疎水性物質は、パラフィンワックスであることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項５】
請求項１記載の相互作用検出部が設けられたことを特徴とするバイオアッセイ用基板。
【請求項６】
物質間の相互作用の場を提供する反応領域へ親水性の媒質を毛細管現象によって送り込むキャピラリー部の吸入口の開口部周辺領域に対して、前記媒質を滴下する媒質滴下方法。
【請求項７】
前記キャピラリー部の吸入口の周辺の領域と、該吸入口から前記反応領域に至るキャピラリー内壁面と、前記反応領域の内壁面と、が親水性とされたことを特徴とする請求項６記載の媒質滴下方法。
【請求項８】
インクジェット方式のノズルによって滴下する請求項６記載の媒質滴下方法。
【請求項９】
物質間の相互作用の場を提供する反応領域へ向けて、毛細管現象によって親水性の媒質を送り込むためのキャピラリー部の吸入口及び外気連通口に対して、固液相変化可能な疎水性物質を滴下し、固化状態の前記物質で反応領域を閉塞することによって、該反応領域内の媒質の水分の蒸発を防止する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物質間の相互作用を検出する技術に関する。より詳しくは、物質間の相互作用の場となる媒質を反応領域内に導入し易くするとともに、該媒質中の水分の蒸発を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、分子生物学、ナノテクノロジーに代表される微細加工技術、バイオインフォマティクスなどの進展を主な背景として、種々の測定原理を活用して、微細狭小な表面上で物質間の相互作用を進行させ、これを検出する技術（以下、「センサ技術」と称する。）が開発され、実用化されている。
【０００３】
このセンサ技術は、ゲノム解析、ゲノムから転写の全解析を行うトランスクリプトーム解析、生体内・細胞内で翻訳生産される全発現タンパク質の機能解析を行うプロテオーム解析、あるいは代謝の全解析を行うメタボローム解析や全生体のシグナルを解析するシグナローム解析などのような生体情報の解析に広範に利用され、創薬、臨床診断、薬理ジェノミクス、法医学等の分野においては、既にその技術的地位を固め始めている。
【０００４】
現在知られている、物質間の相互作用を検出可能なセンサ技術の代表的なものを幾つか挙げる。まず、マイクロアレイ技術によって所定のＤＮＡが微細配列された、いわゆるＤＮＡチップ又はＤＮＡマイクロアレイと呼ばれるバイオアッセイ用の集積基板に関する技術である（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。この技術は、ガラス基板やシリコン基板上に多種・多数のＤＮＡオリゴ鎖やｃＤＮＡ（complementary DNA）等が集積されており、ハイブリダイゼーションの網羅的解析が可能となる点が特徴である。このため、遺伝子の変異解析、ＳＮＰｓ（一塩基多型）分析、遺伝子発現頻度解析等に利用されている。
【０００５】
次に、基板表面上に精製したタンパク質をマイクロチップ上にアレイした、いわゆる「プロテインチップ（又はプロテインアレイチップ）」である。このプロテインチップは、固定化されるタンパク質の活性を損なわれるかもしれないという問題を抱えてはいるが、タンパク質−タンパク質間、タンパク質−他の化学物質間の相互作用を解析できる技術が提案されている（例えば、特許文献３、４参照）。
【０００６】
また、種々の物質間の相互作用をリアルタイムに高速解析することが特徴である、表面プラズモン共鳴（Surface Plasmon Resonance：ＳＰＲ）原理を用いるセンサ技術が開発されている（例えば、特許文献５、特許文献６参照）。このＳＰＲセンサ技術は、吸着部位、基盤（基板）、プリズムの三層からなる構造を持ち、入射光の全反射臨界角の変化によって対象物の相互作用を測定するもので、実際に全反射臨界角の変化に寄与するのは、相互作用による誘電率の変化である。
【０００７】
さらには、水晶振動子（水晶発振子）の振動数変化を測定することによって、生体高分子の構造変化を解析する方法が提案されている（特許文献７参照）。あるいは、同測定に基づいて、レセプター−リガンド間の相互作用の解析を行う方法も提案されている（特許文献８参照）。
【０００８】
上掲したようなセンサ技術では、多くの場合、基板上の所定領域で物質間の相互作用を迅速かつ確実に進行させて、当該相互作用を高精度に検出することが基本的かつ重要な課題となっており、この課題の解決に寄与する技術として、物質間の相互作用の場を提供する媒質中の水分蒸発を抑制する技術が提案されている。
【０００９】
例えば、特許文献９には、多価アルコールを所定量以上ゲルに含ませておくことによって、当該ゲル中の水分の蒸発、ゲルの収縮、ゲルの脱落を抑制する技術が開示されている。また、この特許文献９には、蒸留水等にマイクロアレイを浸漬して保存することにより、ゲル中の水分蒸発を抑制することもできるが、この方法では、保存中の雑菌汚染等が危惧されるので、採用できないと記載されている。
【００１０】
また、特許文献１０には、予め疎水性とされた基板表面を形成しておき、光照射により親水性域を形成する技術や感光技術を駆使して基板表面に親水域と疎水域をパターン形成したりする技術が開示されている。
【特許文献１】特表平４−５０５７６３号公報。
【特許文献２】特表平１０−５０３８４１号公報。
【特許文献３】特開２００３−1３０８７７号公報。
【特許文献４】特開２００３−１５５３００号公報。
【特許文献５】特表平４−５０１４６２号公報。
【特許文献６】特表平１１−５１２５１８号公報。
【特許文献７】特開２００３−０８３８６４号公報。
【特許文献８】特開２００３−０８３９７３号公報。
【特許文献９】特開２００３−０７９３７７号公報。
【特許文献１０】特開２００３−１２１４４２号公報（主に、請求項１、請求項８、請求項１０などを参照）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
現在提案されている様々なＤＮＡチップ等のバイオアッセイ用基板では、物質間の相互作用の場を提供する反応領域を基板上に予め設定しておき、この反応領域中にプローブＤＮＡ等の検出用物質を固定する工程（以下、「固定化工程」という。）や該検出用物質と標的物質との間の相互作用を進行させる工程が行われる。
【００１２】
しかし、前記媒質をインクジェットノズルなどによって微小な反応領域に滴下する際には、該媒質の液滴がはじかれてしまうので、所定容量の媒質を該反応領域内に導入することが難しいという問題がある。
【００１３】
また、物質の拡散や会合に時間がかかることから、検出用物質を含む溶液やゲルなどの媒質中の水分が蒸発し、固定化や相互作用が不完全となってしまう等の問題がある。
【００１４】
そこで、本発明は、媒質を反応領域に導入し易くするとともに、反応領域に貯留又は保持される媒質中の水分の蒸発を有効に防止できる技術を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明では、第一に、物質間の相互作用の場を提供する反応領域と、該反応領域に連通し、毛細管現象によって親水性の媒質を前記反応領域へ送り込むためのキャピラリー部と、を備えており、前記キャピラリー部の吸入口の周辺の領域と、該吸入口から前記反応領域に至るキャピラリー内壁面と、前記反応領域の内壁面を、親水性とした相互作用検出部、並びにこの相互作用検出部を備えるバイオアッセイ用基板を提供する。これらの手段では、媒質とキャピラリー部等との間の親媒性関係に基づいて、媒質を反応領域へスムーズに送り込むことができる。
【００１６】
さらに、前記反応領域及び前記キャピラリー部の気密を保つように、前記キャピラリー部の吸入口及び外気連通口を、パラフィンワックスなどの固液相変化可能な疎水性物質で閉塞するように工夫することによって、前記反応領域内に存在する媒質の水分蒸発を防止する。
【００１７】
本発明では、第二に、物質間の相互作用の場を提供する反応領域へ毛細管現象によって親水性の媒質を送り込むキャピラリー部の吸入口の開口部周辺領域に対して、前記媒質をインクジェット方式のノズル等によって滴下する方法を提供する。
【００１８】
滴下された媒質は、毛細管現象によって反応領域へ導かれ、前記キャピラリー部の吸入口の周辺の領域と、該吸入口から前記反応領域に至るキャピラリー内壁面と、前記反応領域の内壁面と、を親水性とすることによって、親水性の媒質を反応領域へよりスムーズに送り込むことが可能となる。
【００１９】
本発明では、第三に、物質間の相互作用の場を提供する反応領域に向けて、毛細管現象によって親水性の媒質を送り込むためのキャピラリー部の吸入口及び外気連通口に対して、固液相変化可能な疎水性物質を滴下して、固化状態の前記物質によって反応領域を閉塞することにより、該反応領域内の媒質の水分蒸発を防止する方法を提供する。
【００２０】
ここで、本発明で使用する主たる技術用語の定義付け等を行う。
【００２１】
「反応領域」は、ハイブリダイゼーションその他の相互作用の反応場を提供できる領域であり、例えば、液相やゲルなどを貯留できるウエル形状を有する反応場などを挙げることができる。この反応領域で行われる相互作用は、本発明の目的や効果に沿う限りにおいて、狭く限定されない。また、この反応領域の形状やサイズは特に限定されないが、その長さ、幅、深さは、それぞれ数μｍから数百μｍ程度のものであり、このサイズ値は、励起光のスポット径やサンプル溶液（検出用物質含有媒質、標的物質含有媒質）の最小滴下可能量に基づいて決定することができる。
【００２２】
「相互作用」は、物質間の非共有結合、共有結合、水素結合を含む化学的結合あるいは解離を広く意味し、例えば、核酸（ヌクレオチド鎖）間の相補結合であるハイブリダイゼーション、高分子−高分子、高分子−低分子、低分子−低分子の特異的な結合又は会合を広く含む。
【００２３】
「相互作用検出部」は、物質間の相互作用が進行する場を備え、かつ該相互作用の有無や状態を、手段を問わず検出可能に構成された部分を意味する。
【００２４】
「ハイブリダイゼーション」は、相補的な塩基配列構造を備える間の相補鎖（二本鎖）形成反応を意味する。
【００２５】
「検出用物質」とは、反応領域に貯留又は保持された媒質中に存在し、当該物質と特異的に相互作用する物質を検出するための探り針として機能する物質であり、反応領域中の表面に固定又は遊離して存在する。代表例は、ＤＮＡプローブなどの検出用核酸である。「標的物質」とは、前記検出用物質と特異的な相互作用を示す物質である。
【００２６】
「固液相変化可能な疎水性物質」とは、温度条件によって、固相−液相間で相変化する疎水性物質を意味し、例えば、パラフィンワックスを含む。
【００２７】
「核酸」とは、プリンまたはピリミジン塩基と糖がグリコシド結合したヌクレオシドのリン酸エステルの重合体（ヌクレオチド鎖）を意味し、プローブＤＮＡを含むオリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチド、プリンヌクレオチドとピリミジンヌクレオチオドが重合したＤＮＡ（全長あるいはその断片）、逆転写により得られるｃＤＮＡ（ｃプローブＤＮＡ）、ＲＮＡ、ポリアミドヌクレオチド誘導体（ＰＮＡ）等を広く含む。
【００２８】
「バイオアッセイ用基板」は、基板上の所定の反応領域において、物質間の相互作用を進行させ、該相互作用を検出するための基板を意味し、前記物質の種類に関係なく広く包含し、前記相互作用の検出原理は問わない。
【００２９】
「ＤＮＡチップ」は、前記バイオアッセイ用基板の一つであり、ＤＮＡプローブなどの検出用核酸が固定化されて微細配列された状態とされたハイブリダイゼーション検出用基板を意味し、ＤＮＡマイクロアレイの概念も含む。
【００３０】
「インクジェットノズル」とは、インクジェットプリンティング技術を利用した圧電技術によって、ＸＹＺ作動制御システムによって位置制御された小さなジェットノズルを意味する。このノズルにより、ＤＮＡプローブなどの試料物質を含む溶液状の媒質を所定の反応領域に正確に噴射することができる。なお、「インクジェットプリンティング法」は、インクジェットプリンターで用いられるノズルを応用する方法であって、電気を用いてインクジェットプリンターのようにプリンターヘッドから基板に検出用物質を噴射し、固定する方法である。この方法には、圧電式インクジェット法、バブルジェット法、超音波ジェット法がある。圧電式インクジェット法は、圧電体にパルスを印加することによって生じる変位の圧力によって液滴を飛ばす方法である。通常のバブルジェット法は、熱方式であって、ノズル中のヒーターを熱して発生させた気泡の圧力によって液滴を飛ばす方式である。ノズル内にヒーターとなるシリコン基盤を埋め込み、約３００℃／ｓで制御して一様な気泡を作成し、液滴を押し出す。しかしながら、高温に液体が曝されることになることから、生体物質試料には適さないと考えられる。超音波ジェット法は、超音波ビームを液体の自由面にあてて、局所的に高い圧力を与えることによってその箇所から小滴を放出させる方式である。ノズルを必要とせず、高速で直径約１μｍの小滴を形成できる。本発明においては、「インクジェットプリンティング法」として、「圧電式インクジェッティング法」のように、媒質への熱影響が少ない方法を好適に採用できる。印加するパルスの形状を変えることによって、液滴（微小滴）のサイズを制御することができるので、解析精度向上に好適である。液滴表面の曲率半径が小さいときは液滴を小さくし、液滴の曲率半径が大きいときは液滴を大きくすることができる。また、パルスを急激に負の方向に変化させることにより液滴表面を内側に引っ張り、曲率半径を小さくすることも可能である。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、媒質を反応領域に導入し易くすることができるとともに、反応領域に貯留又は保持される媒質中の水分の蒸発を有効に防止することができる。この結果、該反応領域における物質間の相互作用に係わる所望のアッセイ（例えば、検出用物質の固定化アッセイ、ハイブリダイゼーションなどの相互作用アッセイなど）を、確実かつ円滑に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明を実施するための好適な形態について、添付図面を参照しながら説明する。なお、添付図面に示された各実施形態は、本発明に係わる物や方法の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。
【００３３】
図１は、本発明に係る相互作用検出部及び該検出部が設けられたバイオアッセイ用基板の要部構成を説明するための図、図２は、同検出部を構成する反応領域に連通するキャピラリー部の開口部を上方から見た拡大図である。
【００３４】
図１中の符号１は、バイオアッセイ用基板Ｂに設けられた相互作用検出部（以下「検出部」と略称。）の一実施形態を示している。図示された検出部１は、物質間の相互作用の場を提供する反応領域２と、この反応領域２に連通するキャピラリー部３（３１、３２）と、を少なくとも備えている。
【００３５】
バイオアッセイ用基板Ｂは、例えば、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Degital Versatile Disc）、ＭＤ(Mini Disc)等の光情報記録媒体と同様の基材から形成することができる。例えば、石英ガラスやシリコン、ポリカーボネート、ポリスチレン等の合成樹脂、好ましくは射出成形可能な合成樹脂によって、所望の形態に成形する。基板１を安価な合成樹脂を用いて基板を成形することで、従来使用されていたガラスチップに比して、低ランニングコストを実現できる。
【００３６】
反応領域２に連通するキャピラリー部３は、毛細管現象によって媒質Ｍを反応領域２へ導く機能を発揮するように形成された微細なキャピラリー３１，３２を備えており、一方のキャピラリーの開口部は、滴下されてくる媒質Ｍの吸入口として機能し、他方の開口部は、毛細管現象に必要な外気連通口として機能する。
【００３７】
例えば、図１では、符号３１ａで示されたキャピラリー３１の開口部が、媒質Ｍの吸入口として機能し、他方の符号３２ａで示された開口部が外気連通口として機能している様子が示されている。なお、一方の符号３２ａで示されたキャピラリー３２の開口部を媒質Ｍの吸入口として選択するようにしてもよい。
【００３８】
媒質Ｍは、相互作用に係わる物質（検出用物質又は標的物質）、あるいは該相互作用の検出に用いる物質（例えば、インターカレータ）を含む親水性の溶媒であって、インクジェット方式などのノズルＮによって、吸入口として機能させる側の選択された（キャピラリーの）開口部３１ａ（又は３２ａでもよい。）の上方から、当該開口部３１ａに向けて、正確に、所定容量滴下される。
【００３９】
なお、図１では、開口部（吸入口）３１ａに対して媒質Ｍが滴下された後、毛細管現象によってキャピラリー３１内へ吸入されて、反応領域２へ至る形態が例示されている（点線矢印参照）。以下は、この例示された形態に従って説明する。
【００４０】
この媒質Ｍには、目的のアッセイの段階に応じて、ＤＮＡプローブ等の検出用物質、当該検出用物質と特異的な相互作用を示す標的核酸などの標的物質、検出用のインターカレータなどの物質が含有されている。また、場合によっては、標的物質とインターカレータの両方が含まれることもある。さらに、媒質Ｍには、適量のゲル（例えば、吸水性ゲル）が混合される場合もあり得る。
【００４１】
ここで、本実施形態では、キャピラリー３１の吸入口３１ａの周囲の基板領域３１ｂは、親水性とされている（特に図２参照）。この親水性の領域３１ｂは、ノズルＮを介して、上方から滴下されてきた親水性の媒質Ｍを、親媒性の原理に基づいてはじかないように一時保持するとともに、その後速やかにキャピラリー３１内へ前記媒質Ｍを送り込むという機能を発揮する。
【００４２】
また、本実施形態では、媒質Ｍを導入する側のキャピラリー３１の内壁面３１１及び反応領域２を構成する内壁面２１についても親水性とされている。この構成によって、吸入口３１ａから入り込んでくる親水性の媒質Ｍを、親媒性の原理を利用して毛細管現象をスムーズに発揮させ、最終的には、反応領域２へ速やかに導入することができる。
【００４３】
なお、領域３１ｂ以外の基板領域３１ｃの親媒性は、特に限定されないが、例えば、疎水性とすることによって、滴下されてきた親水性の媒質Ｍを吸入孔３１ａの周囲（親水性の領域３１ｂ）に集まるようにした上で、即座に、キャピラリー３１を介して反応領域２へ導入することができるようになる。
【００４４】
なお、外気連通口３２ａ側のキャピラリー３２の内壁面３２１は、親水性、疎水性、両親媒性のいずれを採用してもよい。例えば、疎水性を選択した場合では、キャピラリー３２は、媒質Ｍとは逆の親媒性になることから、キャピラリー３１を通過してきた媒質Ｍを反応領域２内に保持するという役割を発揮する。
【００４５】
ここで、本発明で採用可能な親媒性加工の方法の一例について説明する。ハイブリダイゼーション等の相互作用の場を提供する反応領域２が形成された基板Ｂの所定表面領域に対して、疎水性物質で処理して疎水面を形成する疎水化工程を行い、これに続いて疎水面の一部を親水面に変換する親水化工程を行う方法が好適である。
【００４６】
また、これらの工程を適宜に組み合わせることによって、基板Ｂ上の所定の領域又は部分領域を、本発明の目的に応じて、親水面にしたり、疎水面にしたりすることができる。
【００４７】
遺伝子解析などのバイオアッセイに用いる核酸などの生体物質は、親水性である場合がほとんどであるため、これらの生体物質は、水溶液等の親水性溶媒に含有された状態で、基板Ｂの反応領域２に送り込まれることになる。
【００４８】
従って、基板Ｂ上の反応領域２を親水性とすることによって、相互作用に係わる生体物質を含む媒質Ｍを反応領域２内へ的確に送り込んだり、該反応領域２内に確実に保持させたりすることができる。
【００４９】
上記疎水化工程は、例えば、疎水性物質であるアルキルシラン（Ｒ−Ｓｉ−Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３、Ｒ：アルキル基（不飽和基を含んでいてもよい）、Ｘｎ：Ｃｌ，ＯＲ）を、基板の表面に形成することにより行うことができる。
【００５０】
上記の疎水面の一部を親水面に変換する親水化工程は、疎水面に水酸基を形成する反応に基づいて、簡易に行うことができる。例えば、疎水面が、前記したアルキルシランで形成されている場合、アルキルシランに、酸素存在下で紫外線を照射することにより、アルキルシランのアルキル基に、水酸基を付加することができる。なお、本発明では、親媒性加工それ自体は、狭く限定されず、適宜採用可能である。例えば、プラズマアッシング処理、過酸化水素処理、オゾン水処理、酸又はアルカリ溶液処理、シランカップリング又はチタンカップリング処理などを適宜利用することができる。
【００５１】
続いて、図３に基づいて、媒質Ｍ中の水分蒸発防止方法にについて説明する。なお、図３には、同図中のＸ部の拡大図を付している。この付記拡大図（円囲み部分）には、媒質Ｍ中に検出用物質Ｄが含まれている様子が示されている。
【００５２】
本発明では、媒質Ｍを毛細管現象の原理を利用して、反応領域２へ導入した後、キャピラリー３１、３２の開口部３１ａ（吸入口）と３１ｂ（外気連通口）を閉塞することによって、媒質Ｍ中の水分の蒸発を防止することが特徴である。
【００５３】
この閉塞に係わる工程は、固液相変化可能な物性を備える疎水性の閉塞用物質４を用いる。具体的には、該閉塞用物質４を、媒質Ｍを滴下するためのノズルＮとは異なる他の専用ノズルを介して、溶液状態で開口部３１ａと３１ｂに滴下する。即ち、この閉塞に係わる工程を実施するための好適なノズル装置構成は、媒質Ｍを滴下するためのノズルＮと、このノズルＮとは異なる、閉塞用物質４を滴下するための専用ノズルＮ’（図３参照）と、を有するものであり、アッセイのタイミングや目的に応じて、これらのノズルを使い分けることができるように構成されたものである。
【００５４】
この閉塞用物質４は、例えば、室温条件下で固化する性質を有するため、開口部３１ａ及び３１ｂの封止蓋として機能する。即ち、前記閉塞用物質４は、温度条件によって、固相−液相間で相変化する物性の疎水性物質であって、好適には、パラフィンワックスを採用することができる。
【００５５】
例えば、このパラフィンワックスをその融点以上の温度条件下で、溶液状態で滴下し、滴下した後は、前記融点未満の温度で、かつ目的のアッセイ条件に適する温度下で、固化させるようにすればよい。
【００５６】
また、閉塞用物質４として、パラフィンワックスのような疎水性の物質を採用すれば、それとは逆の親媒性の親水性とされたキャピラリー３１内へは、該閉塞用物質４が入り込まないようになるので、閉塞用物質４が媒質Ｍと干渉することがないという利点がある。
【００５７】
キャピラリー３１、３２の開口部３１ａ（吸入口）と３１ｂ（外気連通口）を閉塞させて実施するのに好適な工程は、検出用物質Ｄの固定化工程、該検出用物質と標的物質Ｔとの間の相互作用を進行させる工程、あるいは該相互作用がハイブリダイゼーションの場合では得られた二本鎖核酸中にインターカレータを挿入結合させる工程であると考えられる。これらの工程が完了するまでに時間を要するので、媒質Ｍ中の水分の蒸発が避けられず、この水分の蒸発は、それぞれの反応の妨げになるからである。
【００５８】
ここで、図４は、キャピラリー３１、３２の開口部３１ａ（吸入口）と３１ｂ（外気連通口）を閉塞させて実施した検出用物質Ｄの固定化工程の一実施形態例を示す図である。
【００５９】
図４に示された実施形態では、反応領域２を挟むように、上下一対の対向電極Ｅ１−Ｅ２が設けられている。この対向電極Ｅ１，Ｅ２は、アルミニウムや金などの金属、あるいはＩＴＯ（インジウム−スズ−オキサイド）等の透明な導体で形成することができる。
【００６０】
また、図４で示されたように、一方の電極Ｅ１の面積を、他方の電極Ｅ２よりも狭小に形成することによって、電極Ｅ１のエッジ部分には電気力線が集中し、不均一電界が形成され易くなる。
【００６１】
この対向電極Ｅ１−Ｅ２に対して、例えば、高周波交流電界を印加すると、いわゆる「誘電泳動」の作用によって、検出用物質Ｄの一例であるＤＮＡプローブは、直鎖状に伸長されながら電極Ｅ１のエッジ部分に引き寄せられ、ＤＮＡプローブＤの末端部位は、アビジン−ビオチン結合やジスルフィド結合などの化学結合を介して、電極Ｅ１表面に確実に固定化できる。
【００６２】
図５は、反応領域２中の電極Ｅ１部分の拡大図であって、相互作用の一例であるハイブリダイゼーションによって、二本鎖核酸が形成された様子を図示したものである。
【００６３】
なお、図５中の符号Ｔは、電極Ｅ１の表面に固定化されたＤＮＡプローブＤとハイブリダイゼーションした標的核酸を示しており、符号Ｉは、ハイブリダイゼーションによって得られた二本鎖核酸に挿入結合されたインターカレータ（例えば、蛍光標識されたもの）を示している。
【００６４】
核酸分子は、液相中において電界の作用を受けると伸長又は移動することが知られている。その原理は、骨格をなすリン酸イオン（陰電荷）とその周辺にある水がイオン化した水素原子（陽電荷）とによってイオン曇を作っていると考えられ、これらの陰電荷及び陽電荷により生じる分極ベクトル（双極子）が、高周波高電圧の印加により全体として一方向を向き、その結果として伸長し、加えて、電気力線が一部に集中する不均一電界が印加された場合は電気力線が集中する部位に向かって移動する（Seiichi Suzuki，Takeshi Yamanashi,Shin-ichiTazawa,Osamu Kurosawa and Masao Washizu:“Quantitative analysis on electrostatic orientation of DNA in stationary AC electric field using fluorescence anisotropy”,IEEE Transaction on Industrial Applications,Vol.34,No.1,P75-83(1998)）。
【００６５】
また、数十から数百μｍのギャップを持つ微細電極中にＤＮＡ溶液をおき、ここに１ＭＶ／ｍ、１ＭＨｚ程度の高周波電界を印加すると、ランダムコイル状で存在するＤＮＡに誘電分極が生じ、その結果、ＤＮＡ分子は電界と平行に直線状に引き伸ばされる。そして、この「誘電泳動」と呼ばれる電気力学的効果によって、分極したＤＮＡは自発的に電極端へと引き寄せられ、電極エッジにその一端を接した形で固定される（鷲津正夫、「見ながら行うＤＮＡハンドリング」、可視化情報  Ｖｏｌ．２０  Ｎｏ．７６（２０００年１月））。
【００６６】
次に、反応領域２内で進行した相互作用の検出方法の一例を説明する。検出用物質ＤがＤＮＡプローブであり、標的物質ＴがこのＤＮＡプローブと相補的な塩基配列を有する一本鎖ＤＮＡの場合を例とすると、例えば、ノズルＮ（図１参照）を介して、標的の一本鎖核酸の滴下と同時に又はハイブリダイゼーション後に、蛍光標識されたインターカレータＩを反応領域２内に滴下し、このインターカレータＩを前記ハイブリダイゼーションにより得られた二本鎖核酸に挿入結合させる（図５参照）。
【００６７】
そして、所定波長の励起光を反応領域２に照射して得られる蛍光強度を、光ピックアップ手段を用いて検出する。即ち、インターカレータＩから発せられた蛍光の強度を検出し、検出用の核酸Ｄと標的核酸Ｔとのハイブリダイゼーションの状況を判断することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、種々のセンサ技術又は検出原理に基づいて、物質間の相互作用を検出することを目的とするバイオアッセイ用基板を構成する技術として利用できる。特に、反応領域中の媒質中の水分蒸発を防止するための技術として、あるいは、当該反応領域中へ媒質を輸送したり、滴下したりする技術として、有効に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に係る相互作用検出部（１）及び該検出部（１）が設けられたバイオアッセイ用基板（Ｂ）の要部構成を説明するための図である。
【図２】同検出部（１）を構成する反応領域（２）に連通するキャピラリー部（３）の開口部を上方から見た拡大図である。
【図３】媒質（Ｍ）中の水分蒸発を防止する方法の実施形態例を説明するための図である。
【図４】キャピラリー（３１，３２）の開口部（３１ａ，３２ａ）を閉塞させて実施した検出用物質（Ｄ）の固定化工程の一実施形態例を示す図である。
【図５】反応領域（２）中の電極（Ｅ１）部分の拡大図であって、相互作用の一例であるハイブリダイゼーションによって二本鎖核酸が形成された様子を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  相互作用検出部
２  反応領域
３  キャピラリー部
４  閉塞用物質
３１  吸入側のキャピラリー
３１ａ  吸入口
３２  外気連通口側のキャピラリー
３２ａ  外気連通口
Ｄ  検出用物質（例、ＤＮＡプローブ）
Ｍ  媒質
Ｎ  （媒質滴下用の）ノズル
Ｎ’（閉塞用物質滴下用の）ノズル
Ｔ  標的物質
【図１】
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【図２】
2005300460.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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